氩气针—环介质阻挡放电等离子体射流的特性.pdf

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1、氩气针-环介质阻挡放电等离子体射流的特性田伟静2016年1月中图分类号：O461.1UDC分类号：533.9氩气针-环介质阻挡放电等离子体射流的特性作者姓名田伟静学院名称物理学院指导教师欧阳吉庭教授答辩委员会主席邵彬教授申请学位理学硕士学科专业物理学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月3日Characteristicofargonplasmajetinneedle-ringdielectricbarrierdischargeCandidateName：WeijingTianSchoolorDepartment:PhysicsFacu

2、ltyMentor:Prof.JitingOuyangChair,ThesisCommittee:Prof.BinShaoDegreeApplied:MasterofScienceMajor:PhysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January3,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大

3、学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文大气压等离子体射流（APPJ）是近年来兴起的一种新型等离子体放电技术，与传统的等离子体源相比，具有无需真空设备、气体温度低、灵活性强等优点，在材料加工、生物医学工程、等离子体化工等领域具有良好的应用前景。目前等离子体射流的产生多采用氦气、氩气等惰性气体，其中氩气等离子体射流的成本更低廉，在工业生产中适合大规模推广。本文主要通过实验研究了交流电压驱动的大气压氩气针—环介质

4、阻挡放电等离子体射流的特性。首先，研究了驱动电压、氩气流量、气体组分、针尖曲率半径对射流长度、放电电流、耗散功率等特性的影响。结果表明，在针—环结构下，电晕放电和介质阻挡放电同时存在。低电压时射流长度、耗散功率基本不变，正半周放电为单脉冲；高电压时，射流长度、耗散功率逐渐增加，放电出现多脉冲现象。氩气流为射流的发展提供有效的放电通道，无论其形状如何。氩氦混合气体存在获得稳定较长等离子体射流的最佳气体组分比。然后，研究了射流的时间发展过程，进行光谱诊断，证实在针—环结构下，不同电压下放电存在两种模式，与地电极下游电场强度有关。射流是在瞬时阴极附近积

5、累的正离子空间电荷电场作用下产生和发展的，类似于正电晕放电过程。关键词：等离子体射流；电晕放电；介质阻挡放电；放电模式I北京理工大学硕士学位论文AbstractAtmosphericpressureplasmajetisanewlow-temperatureplasmatechnologydevelopedinrecentyears.Plasmajethasgoodapplicationprospectinmaterialprocessing,biomedicalengineering,plasmachemicalindustryandother

6、fieldsduetoitsuniqueadvantagessuchasabsenceofvacuumsystem,lowgastemperatureandflexibility,etc.Comparedwithhelium,argonwithalowcostismoresuitableforlarge-scalepromotioninpracticalapplication.Inthisthesis,thecharacteristicsofplasmajetinargonneedle-to-ringdielectricbarrierdischa

7、rgearestudiedexperimentally.Firstly,theinfluenceofoperatingconditionssuchastheappliedvoltage,argonflowrate,gascomponentandtheneedleradiusofcurvatureontheplasmajetcharacteristicsincludingthelengthofjet,thecurrentandthedissipatedpowerhasbeeninvestigatedexperimentally.Theresults

8、showthatthecoronadischargeanddielectricbarrierdischargeexistsimultan